JP3615372B2 - Infrared thermometer - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、赤外線体温計に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、赤外線の技術が進歩する中で、赤外線体温計が多く使用されるようになっている。
【0003】
赤外線体温計では、測定部位から発生する赤外線の強度を赤外線センサーで検出するとともに、環境温度を温度センサーで検出し、これら赤外線センサー出力および温度センサー出力とから短時間で体温を求める。このため、従来より使用されている一般的な体温計と比較すると測定時間が極めて短い(例えば、1〜2秒程度)という大きな利点があり、例えば、落ち着きのない幼児や子供の体温を測定する場合には極めて有用である。
【0004】
しかしながら、赤外線センサーからの信号の検出時間と温度センサーからの信号の検出時間の少なくとも一方が温度依存性を有する場合、特に、異なる環境温度により、体温の測定時間にバラツキが生じるという欠点がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、体温の測定時間のバラツキを軽減し得る赤外線体温計を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記(1)または(2)の本発明により達成される。
【0007】
(1) 温度の低下に応じて抵抗値が増大する抵抗体を備え、環境温度を検出する温度センサーと、温接点と冷接点との温度差が大きいほど、出力される信号のレベルが大きく、測定部位から発せられる赤外線の強度を検出する赤外線センサーとを有し、前記温度センサーおよび前記赤外線センサーからの信号に基づいて体温を測定する赤外線体温計において、
前記温度センサーの抵抗体を抵抗として含むCR発振回路を有し、前記温度センサーからの信号の検出において、前記CR発振回路から出力される信号の周期の整数倍の時間を計測して前記環境温度に対応する第1の時間情報を得、前記赤外線センサーからの信号の検出において、基準信号のレベルを、前記赤外線センサーからの信号のレベルよりも大きい所定値から減少させてゆき、前記基準信号のレベルが前記赤外線センサーからの信号のレベルと一致するまでの時間を計測して前記測定部位から発せられる赤外線の強度に対応する第2の時間情報を得るよう構成することにより、前記環境温度が低いほど前記温度センサーからの信号の検出時間が長く、かつ、前記測定部位の温度と前記環境温度との温度差が大きいほど前記赤外線センサーからの信号の検出時間が短くなるよう構成されており、
前記第1の時間情報および前記第2の時間情報を利用して体温を求めることを特徴とする赤外線体温計。
【0008】
(2) 前記温度センサーからの信号の検出時間と、前記赤外線センサーからの信号の検出時間との合計時間が、一定になるよう構成されている上記(1)に記載の赤外線体温計。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の赤外線体温計を添付図面に示す好適実施例に基づいて詳細に説明する。
【0014】
図1および図2は、それぞれ、本発明の赤外線体温計(以下、単に「体温計」と言う)の正面図および側面図、図3は、本発明の体温計においてプローブにプローブカバーを装着した状態を示す図1中のA−A線断面図、図4は、本発明の体温計の内部構造を模式的に示す断面側面図、図5は、検温部の構造を示す斜視図、図6は、本発明の体温計の回路構成例を示すブロック図である。なお、説明の都合上、図1、図2の上側を「上部」、下側を「下部」、図3、図4の上側を「先端」、下側を「基端」と言う。
【0015】
図1〜図4に示すように、本発明の体温計1は、耳内(鼓膜)から発せられる赤外線の強度を測定することにより体温を検出する耳式体温計であり、ケーシング21を有する体温計本体2と、体温計本体2の正面に設置された電源スイッチ3および表示部5と、体温計本体2の背面上部に設置された測定スイッチ4とを有している。
【0016】
プローブ6は、体温計本体2の上部正面側に、体温計本体2に対し着脱自在に設置されている。図3に示すように、支持台7は、大径部71と、その先端側の小径部72とを有し、大径部71および小径部72の外周には、それぞれ、雄螺子73、74が形成されている。
【0017】
一方、管状のプローブ6の基端には、大径部71の先端面に当接する基部61を有するとともに、プローブ6の基端側内面には、前記雄螺子74と螺合する雌螺子62が形成されている。これらの雄螺子74と雌螺子62を螺合することにより、プローブ6が支持台7に支持、固定される。
【0018】
また、プローブ6は、その外径が先端に向かって漸減する形状をなしており、プローブ6の先端外周部(縁部)63は、耳腔内へ挿入したときの安全性を考慮して、丸みを帯びた形状をなしている。
【0019】
支持台7の中心部には、その先端から導入された赤外線(熱線)を検温部10の赤外線センサー101へ導くライトガイド(導波管)8が立設されている。ライトガイド8は、好ましくは熱伝導性の良い銅などの金属で構成され、その内面には、金メッキが施されている。
【0020】
また、ライトガイド8には、その先端開口を覆うように保護シート81が被覆されている。これにより、ライトガイド8の内部にゴミ、塵等が侵入することが防止される。なお、保護シート81は、赤外線透過性を有するものであり、その構成材料としては、後述するプローブカバー11と同様の樹脂材料が挙げられる。
【0021】
支持台7の大径部71には、リングナット9が螺合される。すなわち、リングナット9の基端側内面には、雌螺子91が形成され、この雌螺子91が大径部71の雄螺子73と螺合することにより、リングナット9が支持台7に支持、固定される。
【0022】
このリングナット9は、雌螺子91の先端付近からその外径が先端方向へ向かって漸減するテーパ部92を有し、テーパ部92の内面には、プローブカバー11の胴部12に係合する係合部93が形成されている。
【0023】
プローブ6にプローブカバー11を被せ、リングナット9を装着し、所定方向に回転操作して螺合すると、プローブカバー11の胴部12がプローブ6の傾斜部64とリングナット9の係合部93とで挟持され、プローブカバー11がプローブ6に対し確実に固定される。
【0024】
なお、本実施例のプローブカバー11の開口端(基端)の周囲にフランジ取り付け基部等を設け、このフランジ等をプローブ6とリングナット9の間で挟持してプローブカバー11を固定することもできる。
【0025】
従って、体温測定中等に、プローブカバー11がプローブ6に対しズレを生じたり、容易に離脱することが防止される。また、プローブカバー11をプローブ6から取り外すには、リングナット9を相当の力で回転操作して大径部71との螺合を解除しなければならないので、乳幼児が誤ってプローブカバー11を取り外し、口に入れる等の不都合も防止される。
【0026】
リングナット9の先端面94は、ほぼ平坦な面を構成している。プローブ6を耳腔に挿入したとき、この先端面94は、耳腔入口付近に当接し、プローブ6の耳腔への挿入深さを一定の深さに規制する。このため、常に適正条件での測定が可能となり、耳腔への挿入深さの変動による測定誤差を防止することができるとともに、プローブ6の耳腔内に深く入り過ぎて耳の奥部を傷つけるといった不都合も生じない。
【0027】
また、リングナット9のテーパ部92の外周面には、リングナット9を締めつける方向または弛める方向に回転操作する際の滑り止め効果を発揮する複数の溝(滑り止め手段)95が円周方向に所定間隔をおいて形成されている。なお、溝95のような凹部に限らず、凸部であっても同様の機能を発揮することができる。また、ゴムのような高摩擦材料を配してもよい。
【0028】
プローブカバー11は、基端が開放し、先端が閉じた形状をなしている。このプローブカバー11は、外径および内径が先端へ向かって漸減する筒状の胴部12と、胴部12の先端部に形成された赤外線を透過し得る膜14と、膜14の外周部に形成され、該膜14より先端側に突出するリング状のリップ部15とで構成されている。
【0029】
そして、胴部12、膜14およびリップ部15は、好ましくは樹脂材料により一体的に形成されている。この樹脂材料としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体などのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル等が挙げられる。
【0030】
このプローブカバー11では、リップ部15が存在することにより、膜14がプローブカバー11の先端から所定距離だけ基端側へ下がった状態となる。これにより、プローブ6にプローブカバー11を装着し、耳腔内に挿入したとき、膜14が耳腔の内面やその周辺部に触れることや、プローブカバー11のプローブ6への着脱操作時等に指等が触れることが防止され、膜14の表面を清浄に保つことができるので、より高い測定精度を維持することができる。
【0031】
このリップ部15は、その内側がプローブ6の先端部に嵌合する形状をなしている。すなわち、図3に示すように、プローブ6にプローブカバー11を装着した状態では、リップ部15がプローブ6の先端外周部63に嵌合する。これにより、耳腔内への挿入時(測定時)等に、プローブカバー11の先端部がプローブ6に対しズレを生じることが防止されるとともに、膜14が一定の張力で張られ、膜14にしわやたるみが生じることが防止されるので、測定精度の向上に寄与する。
【0032】
また、リップ部15の先端は、丸みを帯びた形状をなしている。これにより、耳腔内への挿入に際し、痛みを感じたり、耳腔内壁を傷つけたりすることがなく、高い安全性が確保される。
【0033】
図4に示すように、ケーシング21内には、回路基板30が設置されており、図4および図6に示すように、この回路基板30には、検温部10、マイクロコンピュータよりなる制御手段31、増幅手段32、切り替えスイッチ35、積分回路36、比較器37、基準抵抗38、切り替えスイッチ39、中継回路41およびブザー42が搭載されている。また、ケーシング21内には、バッテリーを収納する電源部40が設置され、この電源部40より、回路基板30の各部へ電力が供給される。
【0034】
検温部10は、赤外線センサー101と、温度センサー107とで構成されている。
【0035】
制御手段31は、演算部311、メモリー(RAM、ROM、EEPROM)312、タイマー(オートパワーオフタイマーを含む)313およびカウンター314を内蔵している。
【0036】
この制御手段31は、無駄な電力消費を抑制するために、オートパワーオフタイマーを備えている。
【0037】
このオートパワーオフタイマーは、電源スイッチ3をオンの状態で放置した場合、タイマーをスタートさせてから所定時間(例えば60秒)後に、自動的に電源をオフにするものである。オートパワーオフタイマーをスタートさせてから所定時間以内に、電源スイッチ3がオフされた場合でも、所定時間経過するまでは、タイマーは、そのカウント動作(時間計測)を継続する。
【0038】
図5に示すように、赤外線センサー101は、サーモパイル(熱電対列)102を備えている。そして、熱絶縁帯105を介して中心側に位置する集熱部106にサーモパイル102の温接点103が、熱絶縁帯105の外周側に冷接点104がそれぞれ設置された構成をなしている。
【0039】
また、赤外線センサー101の近傍には、温度センサー107が設置されている。この温度センサー107は、赤外線センサー101の熱絶縁帯105より外周側の温度、すなわち冷接点104の温度を検出するとともに、雰囲気の温度(環境温度)を検出する。温度センサー107としては、抵抗体で温度を測定するセンサーを用いる。抵抗体で温度を測定するセンサーとしては、例えば、サーミスタを用いることができる。
【0040】
このような検温部10では、赤外線センサー101および温度センサー107により、それぞれ赤外線照射により暖められた温接点103と赤外線が照射されない冷接点104との温度差に相当する信号と、冷接点104の近くの温度(環境温度)に相当する信号とを検出し、これらの関数により体温を測定することができる。
【0041】
次に、体温計1の使用方法、回路構成および作用について説明する。
体温計本体2の支持台7の小径部72に前述したようにしてプローブ6を螺合、装着し、さらに、該プローブ6にプローブカバー11を被せる。次いで、その上から、リングナット9を挿通し、支持台7の大径部71に螺合する。これにより、プローブカバー11の胴部12がプローブ6の傾斜部64とリングナット9の係合部93とで挟持され、プローブカバー11がプローブ6に対し固定される。これにより、プローブカバー11の装着が完了する。
【0042】
次に、電源スイッチ3をONの状態とし、所定時間経過後、体温計本体2を把持し、プローブカバー11で被包されたプローブ6を耳腔内に挿入する。
【0043】
次に、測定スイッチ4を所定時間押圧する。これにより、体温の測定がなされる。すなわち、耳内(鼓膜)から放射された赤外線(熱線)は、膜14および保護シート81を順次透過し、ライトガイド8内に導入され、その内面で反射を繰り返して検温部10の赤外線センサー101に到達し、集熱部106に照射される。
【0044】
図6に示すように、赤外線センサー101からは、正出力端子である温接点103からの出力信号(TP信号)と負出力端子である冷接点104からの出力信号(VREF信号)が得られる。
【0045】
赤外線センサー101の冷接点104からのVREF信号のレベル(電圧)は、環境温度によらず、一定(固定)である。
【0046】
増幅手段32は、第1アンプ33と、この第1アンプ33の出力側に接続された第2アンプ34とで構成されている。なお、これら第1アンプ33および第2アンプ34は、それぞれ差動アンプである。
【0047】
赤外線センサー101から出力されたTP信号は、第1アンプ33で増幅され、第2アンプ34に入力される。なお、第1アンプ33では、必要に応じて、TP信号、VREF信号に含まれる不要な周波数帯域成分が除去される。
【0048】
また、赤外線センサー101から出力されたVREF信号は、第1アンプ33と、第2アンプ34に入力される。なお、第2アンプ34でも、必要に応じて、後述するTP″信号、VREF信号に含まれる不要な周波数帯域成分が除去される。
【0049】
第1アンプ33では、TP信号とVREF信号との差分が増幅され、VREF信号が加算された信号、TP″信号が得られる。さらに、第2アンプ34で、TP″信号とVREF信号との差分が増幅され、VREF信号が加算されてTP´信号として出力される。このTP´信号のレベルは、温接点103と冷接点104との温度差に対応する。そして、特定されない限り、赤外線センサーからの信号とは、TP´信号を意味する。
【0050】
切り替えスイッチ35がTP´信号側に切り替わると、TP´信号が比較器37に入力され、切り替えスイッチ35がVREF信号側に切り替わると、第1アンプ33からのVREF信号が比較器37に入力される。この切り替えスイッチ35の駆動は、制御手段31により制御される。
【0051】
第1アンプ33からのVREF信号は、前記TP´信号を規格化する赤外線検出規格化信号にもなっている。このVREF信号でTP´信号を規格化(厳密には、後述するTvrefでTtpを規格化)することにより、例えば、回路の浮遊容量や、チップ部品のバラツキによる影響を軽減(キャンセル)することができ、これにより測定精度が向上する。なお、冷接点104および第1アンプ33により、赤外線検出規格化信号生成手段が構成される。
【0052】
積分回路36には、一定(固定)レベルの基準電圧が印加されている。積分回路36では、この基準電圧に基づいて、基準信号が生成され、その基準信号は、比較器37に入力される。なお、基準電圧は、TP´信号のレベルおよびVREF信号のレベルに比べ十分大きく設定されている。
【0053】
TP´信号を検出する場合には、制御手段31からの制御信号により、切り替えスイッチ35がTP´信号側に切り替わる。そして、制御手段31から積分回路36に、STC信号(サンプリングスタート信号)が送信される。
【0054】
図7に示すように、積分回路36では、STC信号を受信すると、基準信号のレベルを基準電圧から一定の勾配(傾き)で減少(降下)させる。
【0055】
図6に示すように、比較器37では、基準信号のレベルとTP´信号のレベルとを比較し、基準信号のレベルがTP´信号のレベルに一致すると、制御手段31にEOC信号(サンプリング終了信号)を送信するとともに、積分回路36にトリガ信号を送信する。
【0056】
図7に示すように、積分回路36では、トリガ信号を受信すると、基準信号のレベルを瞬時に元のレベル、すなわち基準電圧に復帰させる。
【0057】
制御手段31では、タイマー313により、STC信号を送信してからEOC信号を受信するまでの時間(Ttp)を計測する。この時間情報、すなわちTtpは、メモリー312に記憶される。
【0058】
TP´信号のレベルは、温接点103と冷接点104との温度差に応じて変化し、Ttpもそれに応じて変化する。この場合、温接点103と冷接点104との温度差が大きいほど、TP´信号のレベルが大きく、Ttpは短い(小さい)。
【0059】
なお、積分回路36および比較器37により、TP´信号のレベルや後述するVREF信号のレベルを時間に変換する変換手段が構成される。
【0060】
図6に示すように、VREF信号を検出する場合(赤外線検出規格化信号生成手段からの信号を検出する場合)には、制御手段31からの制御信号により、切り替えスイッチ35がVREF信号側に切り替わる。そして、制御手段31から積分回路36に、STC信号が送信される。
【0061】
図7に示すように、積分回路36では、STC信号を受信すると、基準信号のレベルを基準電圧から一定の勾配で減少させる。
【0062】
図6に示すように、比較器37では、基準信号のレベルとVREF信号のレベルとを比較し、基準信号のレベルがVREF信号のレベルに一致すると、制御手段31にEOC信号を送信するとともに、積分回路36にトリガ信号を送信する。
【0063】
図7に示すように、積分回路36では、トリガ信号を受信すると、基準信号のレベルを瞬時に元のレベル、すなわち基準電圧に復帰させる。
【0064】
制御手段31では、タイマー313により、STC信号を送信してからEOC信号を受信するまでの時間(Tvref)を計測する。この時間情報、すなわちTvrefは、メモリー312に記憶される。
【0065】
図6に示すように、中継回路41は、図示しないコンデンサー等を有し、発振回路(CR発振回路)の一部を構成する。
【0066】
切り替えスイッチ39が温度センサー107側に切り替わると、中継回路41と温度センサー107とで発振回路が構成され、切り替えスイッチ39が基準抵抗38側に切り替わると、中継回路41と基準抵抗38とで発振回路が構成される。この切り替えスイッチ39の駆動は、制御手段31により制御される。
【0067】
温度センサー107の抵抗値THは、環境温度に応じて変化するが、基準抵抗38の抵抗値RHは、環境温度によらず、一定(固定)である。
【0068】
温度センサー107の抵抗値THを検出する場合(温度センサー107からの信号を検出する場合)には、制御手段31からの制御信号により、切り替えスイッチ39が温度センサー107側に切り替わる。
【0069】
これにより、中継回路41と温度センサー107とで発振回路が構成され、この発振回路により発振が生じる。そのときの信号(発振信号)、すなわち、Fth信号は、中継回路41から出力され、制御手段31に入力される。
【0070】
図8に示すように、制御手段31では、カウンター314により、入力されたFth信号のパルス数を計数し、タイマー313により、前記カウンター314が所定数(例えば、256) のパルスを計数するに要する時間(Tth)、すなわちFth信号の周期(波長)の整数倍(例えば、256倍)の時間(Tth)を計測する。この時間情報、すなわちTthは、メモリー312に記憶される。
【0071】
温度センサー107の抵抗値THは、環境温度に応じて変化し、Tthもそれに応じて変化する。この場合、環境温度が低いほど、温度センサー107の抵抗値THは大きくなる。そして、CR発振回路では、発振信号の周期(波長)は、抵抗値に比例するので、環境温度が低いほど、Fth信号の周期が長く、Tthは長い(大きい)。
【0072】
図6に示すように、基準抵抗38の抵抗値RHを検出する場合(温度検出規格化信号を検出する場合)には、制御手段31からの制御信号により、切り替えスイッチ39が基準抵抗38側に切り替わる。
【0073】
これにより、中継回路41と基準抵抗38とで発振回路が構成され、この発振回路により発振が生じる。そのときの信号(発振信号)、すなわち、Frh信号は、中継回路41から出力され、制御手段31に入力される。
【0074】
このFrh信号は、前記Fth信号を規格化する温度検出規格化信号である。このFrh信号でFth信号を規格化(厳密には、後述するTrhでTthを規格化)することにより、例えば、回路の浮遊容量や、チップ部品のバラツキによる影響を軽減(キャンセル)することができ、これにより測定精度が向上する。なお、基準抵抗38および中継回路41により、温度検出規格化信号生成手段が構成される。
【0075】
図8に示すように、制御手段31では、カウンター314により、入力されたFrh信号のパルス数を計数し、タイマー313により、前記カウンター314が所定数(例えば、256) のパルスを計数するに要する時間(Trh)、すなわちFrh信号の周期(波長)の整数倍(例えば、256倍)の時間(Trh)を計測する。この時間情報、すなわちTrhは、メモリー312に記憶される。
【0076】
基準抵抗38の抵抗値RHは、環境温度によらず一定であるので、Frh信号の周期は一定であり、よって、Trhは一定である。
【0077】
制御手段31の演算部311では、メモリー312からTtp、Tvref、TthおよびTrhを読み出し、TtpをTvrefで規格化し、TthをTrhで規格化する。すなわち、Ttp/TvrefおよびTth/Trhをそれぞれ求める。
【0078】
そして、これらTtp/TvrefおよびTth/Trhに基づいて、所定の演算処理を行い、また、必要に応じて所定の温度補正を行って、測定部位(熱源)の温度、すなわち、体温を求める。
【0079】
求められた体温は、表示部5に表示される。また、体温の測定が終了すると、それを報知するためにブザー42が鳴る。このブザー42の報知により、操作者は、プローブ6を耳腔から抜き取る。
【0080】
この体温計1では、体温の測定において、前述したTP´信号の検出(赤外線センサー101からの信号の検出)、すなわちTtpの計測(測定)と、VREF信号の検出、すなわちTvrefの計測と、Fth信号の検出(温度センサー107からの信号の検出)、すなわちTthの計測と、Frh信号の検出、すなわちTrhの計測とを所定の順序で行う(時分割して行う)。
【0081】
この場合、TP´信号、VREF信号、Fth信号およびFrh信号の検出時間は、それぞれ、Ttp、Tvref、TthおよびTrhと相関(実質的に一致)しているので、前述したように、この体温計1では、温接点103と冷接点104との温度差が大きいほど、TP´信号の検出時間が短く、環境温度が低いほど、Fth信号信号の検出時間が長い。なお、VREF信号の検出時間およびFrh信号の検出時間は、それぞれ、環境温度や、温接点103と冷接点104との温度差によらず、一定である。
【0082】
ここで、測定部位の温度(体温)は、変動しても37±2℃程度であるが、環境温度は、例えば、0〜35℃程度の範囲で変動する。このためTP´信号の検出時間のバラツキの原因の多くは、体温より環境温度のバラツキによるものである。
【0083】
また、体温は、37±2℃程度であり、環境温度は、0〜35℃程度であるので、環境温度が低いほど、体温と環境温度との温度差が大きく、よって、温接点103と冷接点104との温度差が大きい。
【0084】
上記の関係を図9に示す。なお、図9に示すグラフは、体温計1における体温の測定の際のTP´信号およびFth信号の検出時間と、環境温度と、体温と環境温度との温度差との関係を模式的に示す。
【0085】
図9に示すように、この体温計1では、環境温度が低いほど、すなわち体温と環境温度との温度差が大きいほど(温接点103と冷接点104との温度差が大きいほど)、TP´信号の検出時間が短い。そして、環境温度が低いほど、Fth信号の検出時間が長い。
【0086】
すなわち、この体温計1は、TP´信号検出時間の温度変化による特性と、Fth信号検出時間の温度変化による特性とが逆になるよう構成されている。換言すれば、TP´信号の検出時間が短いほど、Fth信号の検出時間が長い(長短関係が逆になっている)。
【0087】
よって、TP´信号の検出時間とFth信号の検出時間との合計時間は、一定に近づく。
【0088】
この場合、TP´信号の検出時間とFth信号の検出時間との合計時間が、可及的に一定になるように、各回路定数等の諸条件を設定するのが好ましい。
【0089】
以上説明したように、この体温計1によれば、環境温度の変動による体温の測定時間の変動を少なくすることができる。これにより、誤操作が防止される。
【0090】
この体温計1は、さらに、下記の利点を有する。
Fth信号やFrh信号の検出には、図11に示すように、一定時間内、すなわちゲート信号51の立ち上がり52から立ち下がり53までの期間(計数期間)に入力されたパルス数を計数し、このパルス数を利用する方式(検出時間=一定)もあるが、この方式では、例えば、わずかに周期の異なる信号Aと信号Bについて、それぞれ、パルス数が4となり、4周期でΔtの誤差が生じる。この誤差の影響を軽減するには、ゲート信号51の幅、すなわち計数期間を長くすればよいが、計数期間を長くすると、体温の測定時間が増大してしまう。
【0091】
これに対し、体温計1では、前述したように、入力されたパルス数を計数し、所定数のパルスを計数するに要する時間を計測するので、測定時間を増大することなく、正確にTthおよびTrhを計測することができる。すなわち、測定時間を増大することなく、体温の測定精度を向上することができる。
【0092】
以上、本発明の体温計を添付図面に示す実施例に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。
【0093】
例えば、本発明では、図10に示すように、環境温度が低いほど、すなわち測定部位の温度(体温)と環境温度との温度差が大きいほど(温接点103と冷接点104との温度差が大きいほど)、TP´信号(赤外線センサーからの信号)の検出時間が長く、かつ、環境温度が低いほど、Fth信号(温度センサーからの信号)の検出時間が短くなるように構成されていてもよい。
【0094】
この場合も前述した体温計1と同様に、TP´信号の検出時間とFth信号の検出時間との合計時間は、一定に近づき、環境温度の変動による体温の測定時間の変動を少なくすることができる。
【0095】
また、前記実施例は、耳式体温計であるが、本発明は、測定部位から発せられる赤外線の強度を検出して体温を測定する体温計であれば、耳式体温計には限定されない。
また、本発明は、体温計でない一般の温度計にも適用できる。
【0096】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の赤外線体温計によれば、環境温度の変動による体温の測定時間の変動を軽減することができる。これにより、誤操作が防止される。
【0097】
また、発振回路から出力される信号の周期の整数倍の時間を計測し、その時間情報を利用して体温を求めるよう構成されている場合には、体温の測定時間を短くしつつ、測定精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の体温計の正面図である。
【図2】本発明の体温計の側面図である。
【図3】本発明の体温計においてプローブにプローブカバーを装着した状態を示す図1中のA−A線断面図である。
【図4】本発明の体温計の内部構造を模式的に示す断面側面図である。
【図5】本発明の体温計における検温部の構成例を示す斜視図である。
【図6】本発明の体温計の回路構成例を示すブロック図である。
【図7】本発明における基準信号と、TP´信号またはVREF信号とを示すタイミングチャートである。
【図8】本発明におけるFth信号またはFrh信号を示すタイミングチャートである。
【図9】本発明における体温の測定の際のTP´信号およびFth信号の検出時間と、環境温度と、体温と環境温度との温度差との関係を模式的に示すグラフである。
【図10】本発明における体温の測定の際のTP´信号およびFth信号の検出時間と、環境温度と、体温と環境温度との温度差との関係を模式的に示すグラフである。
【図11】ゲート信号、信号Aおよび信号Bを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 体温計
2 体温計本体
21 ケーシング
3 電源スイッチ
4 測定スイッチ
5 表示部
6 プローブ
61 基部
62 雄螺子
63 先端外周部
64 傾斜部
7 支持台
71 大径部
72 小径部
73、74 雄螺子
8 ライトガイド
81 保護シート
9 リングナット
91 雌螺子
92 テーパ部
93 係合部
94 先端面
95 溝
10 検温部
101 赤外線センサー
102 サーモパイル(熱電対列)
103 温接点
104 冷接点
105 熱絶縁帯
106 集熱部
107 温度センサー
11 プローブカバー
12 胴部
14 膜
15 リップ部
30 回路基板
31 制御手段
311 演算部
312 メモリー
313 タイマー
314 カウンター
32 増幅手段
33 第1アンプ
34 第2アンプ
35 切り替えスイッチ
36 積分回路
37 比較器
38 基準抵抗
39 切り替えスイッチ
40 電源部
41 中継回路
42 ブザー
51 ゲート信号
52 立ち上がり
53 立ち下がり
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an infrared thermometer.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the progress of infrared technology, infrared thermometers are often used.
[0003]
In the infrared thermometer, the intensity of infrared rays generated from the measurement site is detected by an infrared sensor, the ambient temperature is detected by a temperature sensor, and the body temperature is obtained in a short time from the infrared sensor output and the temperature sensor output. For this reason, there is a great advantage that the measurement time is extremely short (for example, about 1 to 2 seconds) compared with a conventional thermometer that has been used conventionally, for example, when measuring the body temperature of an infant or child who is restless Is extremely useful.
[0004]
However, when at least one of the detection time of the signal from the infrared sensor and the detection time of the signal from the temperature sensor has temperature dependence, there is a disadvantage that the measurement time of the body temperature varies, particularly due to different environmental temperatures.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The objective of this invention is providing the infrared thermometer which can reduce the variation in the measurement time of body temperature.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Such an object is achieved by the present invention described in (1) or (2) below.
[0007]
(1) Provided with a resistor whose resistance value increases as the temperature decreases, the greater the temperature difference between the temperature sensor that detects the environmental temperature and the hot and cold junctions, the greater the level of the signal that is output, Infrared thermometer that detects the intensity of infrared rays emitted from a measurement site, and an infrared thermometer that measures body temperature based on signals from the temperature sensor and the infrared sensor,
A CR oscillation circuit including a resistor of the temperature sensor as a resistor; And detecting the signal from the infrared sensor, the level of the reference signal is decreased from a predetermined value larger than the level of the signal from the infrared sensor, and the reference signal By measuring the time until the level matches the level of the signal from the infrared sensor and obtaining the second time information corresponding to the intensity of infrared rays emitted from the measurement site, the environmental temperature is low As the detection time of the signal from the temperature sensor is longer and the temperature difference between the temperature of the measurement site and the ambient temperature is larger, the infrared sensor Detection time of a signal from the over is configured to be shorter,
An infrared thermometer characterized in that a body temperature is obtained using the first time information and the second time information.
[0008]
(2) The infrared thermometer according to (1), wherein a total time of a detection time of the signal from the temperature sensor and a detection time of the signal from the infrared sensor is constant.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the infrared thermometer of the present invention will be described in detail based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.
[0014]
1 and 2 are a front view and a side view of an infrared thermometer of the present invention (hereinafter simply referred to as “thermometer”), respectively, and FIG. 3 shows a state in which the probe cover is attached to the probe in the thermometer of the present invention. 1 is a cross-sectional side view schematically showing the internal structure of the thermometer of the present invention, FIG. 5 is a perspective view showing the structure of the temperature measuring unit, and FIG. 6 is the present invention. It is a block diagram which shows the circuit structural example of this thermometer. For convenience of explanation, the upper side of FIGS. 1 and 2 is called “upper”, the lower side is called “lower”, the upper side of FIGS. 3 and 4 is called “tip”, and the lower side is called “base”.
[0015]
As shown in FIGS. 1 to 4, the thermometer 1 of the present invention is an ear thermometer that detects body temperature by measuring the intensity of infrared rays emitted from the ear (the eardrum), and has a casing 21. A power switch 3 and a display unit 5 installed on the front surface of the thermometer body 2, and a measurement switch 4 installed on the upper back of the thermometer body 2.
[0016]
The probe 6 is detachably attached to the thermometer body 2 on the upper front side of the thermometer body 2. As shown in FIG. 3, the support base 7 has a large diameter portion 71 and a small diameter portion 72 on the distal end side thereof. Is formed.
[0017]
On the other hand, the proximal end of the tubular probe 6 has a base 61 that contacts the distal end surface of the large-diameter portion 71, and a female screw 62 that engages with the male screw 74 is formed on the inner surface of the proximal end of the probe 6. Is formed. The probe 6 is supported and fixed to the support base 7 by screwing the male screw 74 and the female screw 62 together.
[0018]
The probe 6 has a shape in which the outer diameter gradually decreases toward the tip, and the tip outer peripheral portion (edge) 63 of the probe 6 is in consideration of safety when inserted into the ear cavity. It has a rounded shape.
[0019]
A light guide (waveguide) 8 that guides infrared rays (heat rays) introduced from the tip of the support base 7 to the infrared sensor 101 of the temperature detection unit 10 is provided upright at the center of the support base 7. The light guide 8 is preferably made of a metal such as copper having good thermal conductivity, and its inner surface is plated with gold.
[0020]
The light guide 8 is covered with a protective sheet 81 so as to cover the opening at the tip. This prevents dust, dust, etc. from entering the light guide 8. The protective sheet 81 has infrared transparency, and examples of the constituent material thereof include the same resin material as the probe cover 11 described later.
[0021]
A ring nut 9 is screwed into the large diameter portion 71 of the support base 7. That is, a female screw 91 is formed on the inner surface of the base end side of the ring nut 9, and the female screw 91 is engaged with the male screw 73 of the large-diameter portion 71 so that the ring nut 9 is supported by the support base 7. Fixed.
[0022]
The ring nut 9 has a tapered portion 92 whose outer diameter gradually decreases from the vicinity of the distal end of the female screw 91 toward the distal end. The inner surface of the tapered portion 92 engages with the body portion 12 of the probe cover 11. An engaging portion 93 is formed.
[0023]
When the probe cover 11 is put on the probe 6, the ring nut 9 is attached, and the body 12 of the probe cover 11 is screwed by rotating in a predetermined direction, the inclined portion 64 of the probe 6 and the engaging portion 93 of the ring nut 9 are engaged. The probe cover 11 is securely fixed to the probe 6.
[0024]
In addition, a flange mounting base or the like is provided around the open end (base end) of the probe cover 11 of the present embodiment, and the probe cover 11 may be fixed by sandwiching the flange or the like between the probe 6 and the ring nut 9. it can.
[0025]
Therefore, it is possible to prevent the probe cover 11 from being displaced from the probe 6 or being easily detached during body temperature measurement or the like. Further, in order to remove the probe cover 11 from the probe 6, the ring nut 9 must be rotated with a considerable force to release the screwing with the large-diameter portion 71, so that the infant accidentally removes the probe cover 11. Inconvenience such as putting in the mouth is also prevented.
[0026]
The tip end surface 94 of the ring nut 9 constitutes a substantially flat surface. When the probe 6 is inserted into the ear cavity, the distal end surface 94 abuts in the vicinity of the ear cavity entrance, and regulates the insertion depth of the probe 6 into the ear cavity to a constant depth. For this reason, measurement under appropriate conditions is always possible, and measurement errors due to variations in the insertion depth into the ear cavity can be prevented, and the depth of the ear is damaged by entering too deeply into the ear cavity of the probe 6. There is no inconvenience.
[0027]
In addition, a plurality of grooves (anti-slip means) 95 exhibiting an anti-slip effect when the ring nut 9 is rotated in the tightening direction or the loosening direction are provided on the outer peripheral surface of the tapered portion 92 of the ring nut 9 in the circumferential direction. It is formed at a predetermined interval. In addition, the same function can be exhibited even if it is not only a recessed part like the groove | channel 95 but a convex part. Further, a high friction material such as rubber may be provided.
[0028]
The probe cover 11 has a shape in which the proximal end is open and the distal end is closed. The probe cover 11 includes a cylindrical body 12 whose outer diameter and inner diameter gradually decrease toward the tip, a film 14 that can transmit infrared rays formed at the tip of the body 12, and an outer periphery of the film 14. The ring-shaped lip portion 15 is formed and protrudes from the film 14 toward the distal end side.
[0029]
And the trunk | drum 12, the film | membrane 14, and the lip | rip part 15 are preferably formed integrally with the resin material. Examples of the resin material include polyolefin such as polyethylene, polypropylene, and ethylene-vinyl acetate copolymer, and polyester such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate.
[0030]
In the probe cover 11, since the lip portion 15 exists, the film 14 is lowered from the distal end of the probe cover 11 to the proximal end side by a predetermined distance. As a result, when the probe cover 11 is attached to the probe 6 and inserted into the ear cavity, the membrane 14 touches the inner surface of the ear cavity or the periphery thereof, or when the probe cover 11 is attached to or detached from the probe 6. Since the finger or the like is prevented from being touched and the surface of the film 14 can be kept clean, higher measurement accuracy can be maintained.
[0031]
The inside of the lip portion 15 has a shape that fits into the tip portion of the probe 6. That is, as shown in FIG. 3, when the probe cover 11 is attached to the probe 6, the lip portion 15 is fitted to the outer peripheral portion 63 of the tip of the probe 6. This prevents the tip of the probe cover 11 from being displaced with respect to the probe 6 during insertion into the ear cavity (measurement) or the like, and the membrane 14 is stretched with a constant tension. Since wrinkles and sagging are prevented from occurring, this contributes to improvement in measurement accuracy.
[0032]
Moreover, the tip of the lip portion 15 has a rounded shape. Thus, when inserted into the ear cavity, high safety is ensured without feeling pain or damaging the inner wall of the ear cavity.
[0033]
As shown in FIG. 4, a circuit board 30 is installed in the casing 21. As shown in FIGS. 4 and 6, the circuit board 30 has a temperature measuring unit 10 and a control means 31 including a microcomputer. Amplifying means 32, changeover switch 35, integration circuit 36, comparator 37, reference resistor 38, changeover switch 39, relay circuit 41 and buzzer 42 are mounted. In addition, a power supply unit 40 that houses a battery is installed in the casing 21, and electric power is supplied from the power supply unit 40 to each part of the circuit board 30.
[0034]
The temperature detection unit 10 includes an infrared sensor 101 and a temperature sensor 107.
[0035]
The control unit 31 includes a calculation unit 311, a memory (RAM, ROM, EEPROM) 312, a timer (including an auto power off timer) 313, and a counter 314.
[0036]
The control means 31 includes an auto power off timer in order to suppress wasteful power consumption.
[0037]
The auto power off timer automatically turns off the power after a predetermined time (for example, 60 seconds) from the start of the timer when the power switch 3 is left on. Even when the power switch 3 is turned off within a predetermined time from the start of the auto power off timer, the timer continues its counting operation (time measurement) until the predetermined time elapses.
[0038]
As shown in FIG. 5, the infrared sensor 101 includes a thermopile (thermocouple array) 102. The hot contact 103 of the thermopile 102 is installed in the heat collecting portion 106 located on the center side via the thermal insulation band 105, and the cold junction 104 is installed on the outer peripheral side of the thermal insulation band 105.
[0039]
A temperature sensor 107 is installed in the vicinity of the infrared sensor 101. The temperature sensor 107 detects the temperature on the outer peripheral side of the thermal insulation band 105 of the infrared sensor 101, that is, the temperature of the cold junction 104, and also detects the temperature of the atmosphere (environment temperature). As the temperature sensor 107, a sensor that measures temperature with a resistor is used. For example, a thermistor can be used as a sensor for measuring temperature with a resistor.
[0040]
In such a temperature detection unit 10, a signal corresponding to a temperature difference between the hot junction 103 heated by infrared irradiation and the cold junction 104 not irradiated with infrared rays by the infrared sensor 101 and the temperature sensor 107, and the vicinity of the cold junction 104. The body temperature can be measured by detecting a signal corresponding to the temperature (environment temperature).
[0041]
Next, the usage method, circuit configuration, and operation of the thermometer 1 will be described.
As described above, the probe 6 is screwed and attached to the small diameter portion 72 of the support base 7 of the thermometer main body 2, and the probe cover 11 is put on the probe 6. Next, from above, the ring nut 9 is inserted and screwed into the large diameter portion 71 of the support base 7. As a result, the body 12 of the probe cover 11 is sandwiched between the inclined portion 64 of the probe 6 and the engaging portion 93 of the ring nut 9, and the probe cover 11 is fixed to the probe 6. Thereby, the mounting of the probe cover 11 is completed.
[0042]
Next, the power switch 3 is turned on, and after a predetermined time has passed, the thermometer body 2 is gripped, and the probe 6 encapsulated by the probe cover 11 is inserted into the ear cavity.
[0043]
Next, the measurement switch 4 is pressed for a predetermined time. Thereby, the body temperature is measured. That is, infrared rays (heat rays) radiated from the ear (tympanic membrane) are sequentially transmitted through the membrane 14 and the protective sheet 81, introduced into the light guide 8, and repeatedly reflected on the inner surface of the infrared sensor 101 of the temperature measuring unit 10. And the heat collecting unit 106 is irradiated.
[0044]
As shown in FIG. 6, the infrared sensor 101 obtains an output signal (TP signal) from the hot junction 103 as a positive output terminal and an output signal (VREF signal) from the cold junction 104 as a negative output terminal.
[0045]
The level (voltage) of the VREF signal from the cold junction 104 of the infrared sensor 101 is constant (fixed) regardless of the environmental temperature.
[0046]
The amplifying unit 32 includes a first amplifier 33 and a second amplifier 34 connected to the output side of the first amplifier 33. Each of the first amplifier 33 and the second amplifier 34 is a differential amplifier.
[0047]
The TP signal output from the infrared sensor 101 is amplified by the first amplifier 33 and input to the second amplifier 34. The first amplifier 33 removes unnecessary frequency band components included in the TP signal and the VREF signal as necessary.
[0048]
Further, the VREF signal output from the infrared sensor 101 is input to the first amplifier 33 and the second amplifier 34. The second amplifier 34 also removes unnecessary frequency band components included in a TP ″ signal and a VREF signal, which will be described later, as necessary.
[0049]
In the first amplifier 33, the difference between the TP signal and the VREF signal is amplified, and a signal TP ″ signal obtained by adding the VREF signal is obtained. Further, in the second amplifier 34, the difference between the TP ″ signal and the VREF signal is obtained. Are amplified, and the VREF signal is added and output as a TP ′ signal. The level of this TP ′ signal corresponds to the temperature difference between the hot junction 103 and the cold junction 104. Unless otherwise specified, the signal from the infrared sensor means the TP ′ signal.
[0050]
When the changeover switch 35 is switched to the TP ′ signal side, the TP ′ signal is input to the comparator 37, and when the changeover switch 35 is switched to the VREF signal side, the VREF signal from the first amplifier 33 is input to the comparator 37. . The driving of the changeover switch 35 is controlled by the control means 31.
[0051]
The VREF signal from the first amplifier 33 is also an infrared detection standardized signal that standardizes the TP ′ signal. By standardizing the TP ′ signal with this VREF signal (strictly speaking, Ttp is standardized with Tvref, which will be described later), for example, it is possible to reduce (cancel) the influence of circuit stray capacitance and chip component variations. This improves the measurement accuracy. The cold junction 104 and the first amplifier 33 constitute infrared detection standardized signal generation means.
[0052]
A constant (fixed) level reference voltage is applied to the integrating circuit 36. The integration circuit 36 generates a reference signal based on the reference voltage, and the reference signal is input to the comparator 37. The reference voltage is set sufficiently higher than the level of the TP ′ signal and the level of the VREF signal.
[0053]
When detecting the TP ′ signal, the changeover switch 35 is switched to the TP ′ signal side by the control signal from the control means 31. Then, an STC signal (sampling start signal) is transmitted from the control means 31 to the integrating circuit 36.
[0054]
As shown in FIG. 7, when receiving the STC signal, the integration circuit 36 decreases (drops) the level of the reference signal from the reference voltage with a constant gradient (slope).
[0055]
As shown in FIG. 6, the comparator 37 compares the level of the reference signal with the level of the TP ′ signal. When the level of the reference signal matches the level of the TP ′ signal, the comparator 31 sends an EOC signal (sampling end). Signal) and a trigger signal to the integrating circuit 36.
[0056]
As shown in FIG. 7, when the integration circuit 36 receives the trigger signal, the level of the reference signal is instantaneously restored to the original level, that is, the reference voltage.
[0057]
In the control unit 31, the timer 313 measures the time (Ttp) from when the STC signal is transmitted to when the EOC signal is received. This time information, that is, Ttp is stored in the memory 312.
[0058]
The level of the TP ′ signal changes according to the temperature difference between the hot junction 103 and the cold junction 104, and Ttp also changes accordingly. In this case, as the temperature difference between the hot junction 103 and the cold junction 104 is larger, the level of the TP ′ signal is larger and Ttp is shorter (smaller).
[0059]
The integration circuit 36 and the comparator 37 constitute a conversion means for converting the level of the TP ′ signal and the level of the VREF signal described later into time.
[0060]
As shown in FIG. 6, when the VREF signal is detected (when the signal from the infrared detection standardized signal generating means is detected), the changeover switch 35 is switched to the VREF signal side by the control signal from the control means 31. . Then, the STC signal is transmitted from the control means 31 to the integrating circuit 36.
[0061]
As shown in FIG. 7, when receiving the STC signal, the integrating circuit 36 decreases the level of the reference signal from the reference voltage with a constant gradient.
[0062]
As shown in FIG. 6, the comparator 37 compares the level of the reference signal with the level of the VREF signal. When the level of the reference signal matches the level of the VREF signal, the comparator 37 transmits an EOC signal to the control means 31. A trigger signal is transmitted to the integrating circuit 36.
[0063]
As shown in FIG. 7, when the integration circuit 36 receives the trigger signal, the level of the reference signal is instantaneously restored to the original level, that is, the reference voltage.
[0064]
In the control unit 31, the timer 313 measures the time (Tvref) from when the STC signal is transmitted to when the EOC signal is received. This time information, that is, Tvref is stored in the memory 312.
[0065]
As shown in FIG. 6, the relay circuit 41 includes a capacitor (not shown) and the like, and constitutes a part of an oscillation circuit (CR oscillation circuit).
[0066]
When the changeover switch 39 is switched to the temperature sensor 107 side, the relay circuit 41 and the temperature sensor 107 form an oscillation circuit. When the changeover switch 39 is switched to the reference resistor 38 side, the relay circuit 41 and the reference resistor 38 are connected to the oscillation circuit. Is configured. The driving of the changeover switch 39 is controlled by the control means 31.
[0067]
Although the resistance value TH of the temperature sensor 107 changes according to the environmental temperature, the resistance value RH of the reference resistor 38 is constant (fixed) regardless of the environmental temperature.
[0068]
When the resistance value TH of the temperature sensor 107 is detected (when a signal from the temperature sensor 107 is detected), the changeover switch 39 is switched to the temperature sensor 107 side by a control signal from the control means 31.
[0069]
Thus, the relay circuit 41 and the temperature sensor 107 constitute an oscillation circuit, and oscillation is generated by this oscillation circuit. The signal (oscillation signal) at that time, that is, the Fth signal is output from the relay circuit 41 and input to the control means 31.
[0070]
As shown in FIG. 8, in the control means 31, the counter 314 counts the number of pulses of the input Fth signal, and the timer 313 requires the counter 314 to count a predetermined number (for example, 256) of pulses. Time (Tth), that is, time (Tth) that is an integral multiple (for example, 256 times) of the period (wavelength) of the Fth signal is measured. This time information, that is, Tth is stored in the memory 312.
[0071]
The resistance value TH of the temperature sensor 107 changes according to the environmental temperature, and Tth also changes accordingly. In this case, the resistance value TH of the temperature sensor 107 increases as the environmental temperature decreases. In the CR oscillation circuit, since the period (wavelength) of the oscillation signal is proportional to the resistance value, the lower the environmental temperature, the longer the period of the Fth signal and the longer (large) Tth.
[0072]
As shown in FIG. 6, when the resistance value RH of the reference resistor 38 is detected (when the temperature detection standardization signal is detected), the changeover switch 39 is moved to the reference resistor 38 side by the control signal from the control means 31. Switch.
[0073]
Thus, the relay circuit 41 and the reference resistor 38 constitute an oscillation circuit, and oscillation is generated by this oscillation circuit. The signal (oscillation signal) at that time, that is, the Frh signal is output from the relay circuit 41 and input to the control means 31.
[0074]
The Frh signal is a temperature detection normalization signal that normalizes the Fth signal. By normalizing the Fth signal with this Frh signal (strictly speaking, Tth is standardized with Trh, which will be described later), for example, it is possible to reduce (cancel) the influence of circuit stray capacitance and chip component variations. This improves the measurement accuracy. The reference resistor 38 and the relay circuit 41 constitute a temperature detection standardized signal generating unit.
[0075]
As shown in FIG. 8, in the control means 31, the counter 314 counts the number of pulses of the input Frh signal, and the timer 313 requires the counter 314 to count a predetermined number (for example, 256) of pulses. Time (Trh), that is, a time (Trh) that is an integral multiple (for example, 256 times) of the period (wavelength) of the Frh signal is measured. This time information, that is, Trh is stored in the memory 312.
[0076]
Since the resistance value RH of the reference resistor 38 is constant regardless of the environmental temperature, the period of the Frh signal is constant, and therefore Trh is constant.
[0077]
The calculation unit 311 of the control unit 31 reads Ttp, Tvref, Tth, and Trh from the memory 312, normalizes Ttp with Tvref, and normalizes Tth with Trh. That is, Ttp / Tvref and Tth / Trh are obtained, respectively.
[0078]
Then, based on these Ttp / Tvref and Tth / Trh, a predetermined calculation process is performed, and a predetermined temperature correction is performed as necessary to determine the temperature of the measurement site (heat source), that is, the body temperature.
[0079]
The obtained body temperature is displayed on the display unit 5. Further, when the measurement of the body temperature is completed, the buzzer 42 sounds to notify it. The operator pulls out the probe 6 from the ear cavity by the notification of the buzzer 42.
[0080]
In this thermometer 1, in the measurement of the body temperature, the above-described detection of the TP ′ signal (detection of the signal from the infrared sensor 101), that is, measurement of Ttp (measurement), detection of the VREF signal, that is, measurement of Tvref, and Fth signal Detection (detection of signal from the temperature sensor 107), that is, measurement of Tth and detection of Frh signal, that is, measurement of Trh are performed in a predetermined order (performed in a time-sharing manner).
[0081]
In this case, the detection times of the TP ′ signal, the VREF signal, the Fth signal and the Frh signal are correlated (substantially coincident) with Ttp, Tvref, Tth and Trh, respectively. Then, the larger the temperature difference between the hot junction 103 and the cold junction 104, the shorter the detection time of the TP ′ signal, and the lower the environmental temperature, the longer the detection time of the Fth signal signal. The detection time of the VREF signal and the detection time of the Frh signal are constant regardless of the environmental temperature and the temperature difference between the hot junction 103 and the cold junction 104, respectively.
[0082]
Here, the temperature (body temperature) of the measurement site is about 37 ± 2 ° C. even if it fluctuates, but the environmental temperature varies within a range of about 0 to 35 ° C., for example. For this reason, most of the causes of variations in the detection time of the TP ′ signal are due to variations in environmental temperature rather than body temperature.
[0083]
Further, the body temperature is about 37 ± 2 ° C. and the environmental temperature is about 0 to 35 ° C. Therefore, the lower the environmental temperature, the larger the temperature difference between the body temperature and the environmental temperature. The temperature difference with the contact 104 is large.
[0084]
The above relationship is shown in FIG. The graph shown in FIG. 9 schematically shows the relationship between the detection time of the TP ′ signal and the Fth signal when measuring the body temperature in the thermometer 1, the environmental temperature, and the temperature difference between the body temperature and the environmental temperature.
[0085]
As shown in FIG. 9, in this thermometer 1, the lower the ambient temperature, that is, the greater the temperature difference between the body temperature and the ambient temperature (the greater the temperature difference between the hot junction 103 and the cold junction 104), the more the TP ′ signal. The detection time is short. The detection time of the Fth signal is longer as the environmental temperature is lower.
[0086]
That is, the thermometer 1 is configured such that the characteristic due to the temperature change of the TP ′ signal detection time and the characteristic due to the temperature change of the Fth signal detection time are reversed. In other words, the shorter the detection time of the TP ′ signal, the longer the detection time of the Fth signal (the long / short relationship is reversed).
[0087]
Therefore, the total time of the detection time of the TP ′ signal and the detection time of the Fth signal approaches a constant value.
[0088]
In this case, it is preferable to set various conditions such as circuit constants so that the total time of the detection time of the TP ′ signal and the detection time of the Fth signal is as constant as possible.
[0089]
As described above, according to the thermometer 1, it is possible to reduce the fluctuation of the measurement time of the body temperature due to the fluctuation of the environmental temperature. Thereby, an erroneous operation is prevented.
[0090]
The thermometer 1 further has the following advantages.
For detection of the Fth signal and the Frh signal, as shown in FIG. 11, the number of pulses input within a certain time, that is, the period (counting period) from the rising edge 52 to the falling edge 53 of the gate signal 51 is counted. There is also a method using the number of pulses (detection time = constant), but in this method, for example, for the signals A and B having slightly different periods, the number of pulses is 4, and an error of Δt occurs in four periods. . In order to reduce the influence of this error, the width of the gate signal 51, that is, the counting period may be lengthened. However, if the counting period is lengthened, the measurement time of the body temperature increases.
[0091]
On the other hand, as described above, the thermometer 1 counts the number of input pulses and measures the time required to count a predetermined number of pulses. Therefore, the Tth and Trh can be accurately measured without increasing the measurement time. Can be measured. That is, the measurement accuracy of body temperature can be improved without increasing the measurement time.
[0092]
As mentioned above, although the thermometer of this invention was demonstrated based on the Example shown to an accompanying drawing, this invention is not limited to this, The structure of each part is substituted by the thing of the arbitrary structures which have the same function. be able to.
[0093]
For example, in the present invention, as shown in FIG. 10, the lower the environmental temperature, that is, the greater the temperature difference between the temperature of the measurement site (body temperature) and the environmental temperature (the temperature difference between the hot junction 103 and the cold junction 104 is smaller). The detection time of the TP ′ signal (signal from the infrared sensor) is longer and the detection time of the Fth signal (signal from the temperature sensor) is shorter as the environmental temperature is lower. Good.
[0094]
Also in this case, like the thermometer 1 described above, the total time of the detection time of the TP ′ signal and the detection time of the Fth signal approaches a constant value, and the fluctuation of the measurement time of the body temperature due to the fluctuation of the environmental temperature can be reduced. .
[0095]
Moreover, although the said Example is an ear-type thermometer, if this invention detects the intensity | strength of the infrared rays emitted from a measurement site | part and is a thermometer which measures body temperature, it is not limited to an ear-type thermometer.
The present invention can also be applied to a general thermometer that is not a thermometer.
[0096]
【The invention's effect】
As described above, according to the infrared thermometer of the present invention, fluctuations in body temperature measurement time due to fluctuations in environmental temperature can be reduced. Thereby, an erroneous operation is prevented.
[0097]
In addition, when measuring the time that is an integral multiple of the period of the signal output from the oscillation circuit and obtaining the body temperature using the time information, the measurement accuracy is reduced while shortening the body temperature measurement time. Can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a thermometer according to the present invention.
FIG. 2 is a side view of the thermometer of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1 showing a state in which the probe cover is attached to the probe in the thermometer of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional side view schematically showing the internal structure of the thermometer of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view showing a configuration example of a temperature detector in the thermometer of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing a circuit configuration example of the thermometer of the present invention.
FIG. 7 is a timing chart showing a reference signal and a TP ′ signal or a VREF signal in the present invention.
FIG. 8 is a timing chart showing an Fth signal or an Frh signal in the present invention.
FIG. 9 is a graph schematically showing the relationship between the detection time of the TP ′ signal and the Fth signal, the environmental temperature, and the temperature difference between the body temperature and the environmental temperature when measuring the body temperature in the present invention.
FIG. 10 is a graph schematically showing the relationship between the detection time of the TP ′ signal and the Fth signal, the environmental temperature, and the temperature difference between the body temperature and the environmental temperature when measuring the body temperature in the present invention.
FIG. 11 is a timing chart showing a gate signal, a signal A, and a signal B.
[Explanation of symbols]
1 Thermometer
2 Thermometer body
21 Casing
3 Power switch
4 Measurement switch
5 display section
6 Probe
61 Base
62 Male Screw
63 Tip outer periphery
64 slope
7 Support stand
71 Large diameter part
72 Small diameter part
73, 74 Male screw
8 Light guide
81 Protective sheet
9 Ring nut
91 female screw
92 Tapered part
93 engaging part
94 Tip
95 groove
10 Temperature detector
101 Infrared sensor
102 Thermopile (thermocouple array)
103 Hot junction
104 Cold junction
105 Thermal insulation band
106 Heat collector
107 temperature sensor
11 Probe cover
12 Torso
14 Membrane
15 Lip part
30 Circuit board
31 Control means
311 Calculation unit
312 memory
313 timer
314 counter
32 Amplification means
33 First amplifier
34 Second amplifier
35 selector switch
36 Integration circuit
37 comparator
38 Reference resistance
39 changeover switch
40 Power supply
41 Relay circuit
42 Buzzer
51 Gate signal
52 Rise
53 Falling

Claims (2)

温度の低下に応じて抵抗値が増大する抵抗体を備え、環境温度を検出する温度センサーと、温接点と冷接点との温度差が大きいほど、出力される信号のレベルが大きく、測定部位から発せられる赤外線の強度を検出する赤外線センサーとを有し、前記温度センサーおよび前記赤外線センサーからの信号に基づいて体温を測定する赤外線体温計において、
前記温度センサーの抵抗体を抵抗として含むCR発振回路を有し、前記温度センサーからの信号の検出において、前記CR発振回路から出力される信号の周期の整数倍の時間を計測して前記環境温度に対応する第1の時間情報を得、前記赤外線センサーからの信号の検出において、基準信号のレベルを、前記赤外線センサーからの信号のレベルよりも大きい所定値から減少させてゆき、前記基準信号のレベルが前記赤外線センサーからの信号のレベルと一致するまでの時間を計測して前記測定部位から発せられる赤外線の強度に対応する第2の時間情報を得るよう構成することにより、前記環境温度が低いほど前記温度センサーからの信号の検出時間が長く、かつ、前記測定部位の温度と前記環境温度との温度差が大きいほど前記赤外線センサーからの信号の検出時間が短くなるよう構成されており、
前記第1の時間情報および前記第2の時間情報を利用して体温を求めることを特徴とする赤外線体温計。
Equipped with a resistor whose resistance value increases as the temperature decreases, the greater the temperature difference between the temperature sensor that detects the ambient temperature and the hot and cold junctions, the greater the level of the signal that is output. An infrared sensor that detects the intensity of infrared rays emitted, and an infrared thermometer that measures body temperature based on signals from the temperature sensor and the infrared sensor;
A CR oscillation circuit including a resistor of the temperature sensor as a resistor; And detecting the signal from the infrared sensor, the level of the reference signal is decreased from a predetermined value larger than the level of the signal from the infrared sensor, and the reference signal By measuring the time until the level matches the level of the signal from the infrared sensor and obtaining the second time information corresponding to the intensity of infrared rays emitted from the measurement site, the environmental temperature is low As the detection time of the signal from the temperature sensor is longer and the temperature difference between the temperature of the measurement site and the ambient temperature is larger, the infrared sensor Detection time of a signal from the over is configured to be shorter,
An infrared thermometer characterized in that a body temperature is obtained using the first time information and the second time information.
前記温度センサーからの信号の検出時間と、前記赤外線センサーからの信号の検出時間との合計時間が、一定になるよう構成されている請求項1に記載の赤外線体温計。The infrared thermometer according to claim 1, wherein a total time of a detection time of the signal from the temperature sensor and a detection time of the signal from the infrared sensor is constant.
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